尼龙1010 尼龙1010是什么材料( 二 )


通过磨损表面的形貌分析磨损机理 , 可为材料的改性方法提供理论依据 。 采用SEM观察了纯PA1010及其PA1010/硅灰石复合材料的摩擦表面 , 其照片如图4 所示 。

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a—纯PA1010 ;b—硅灰石质量分数为20% 的PA1010/硅灰石复合材料; c—硅灰石质量分数为70% 的PA1010/硅灰石复合材料
图4 纯PA1010 及PA1010/硅灰石复合材料的摩擦面的SEM照片
由图4a可看出 , 纯PA1010的磨损表面受损严重 , 凹凸不平 , 存在着明显的粘着和熔融现象 , 明显存在有胶合后的撕裂痕迹 。 这说明PA1010在摩擦过程中主要存在粘着磨损和疲劳磨损 。 随着摩擦时间的延长 , 摩擦面间开始产生摩擦热 , 并且随着摩擦的进行 , 摩擦接触面处温度不断升高 , 当温度升高到接近PA1010熔融温度时 , 试样开始有熔化现象 , 产生熔体流动 , 从而使摩擦球与PA1010之间粘着在一起 , 粘着点在往复摩擦的过程中被进一步撕裂 , 加剧粘着磨损现象 。 摩擦面接触处的PA1010基体所受应力达到受压屈服极限时 , 试样发生形变 , 使得试样受力增大 , 最终PA1010基体产生应力开裂而进一步出现疲劳磨损 。
由图4b和图4c可看出 , 加入硅灰石的复合材料的摩擦磨损表面较为平整光滑 , 硅灰石含量越高 , 复合材料的磨损面越平整 , 图4c中基本上只观察到较为轻微的犁沟现象 。 无机刚性硅灰石的加入增大了复合材料的承载力 , 耐磨性增强 , 这也与摩擦系数和磨损量的降低结果相符合 。
摩擦磨损性能与力学性能的关系
前面已分析 , 随硅灰石含量的增加 , 摩擦系数和磨损量逐渐降低 , 由前期工作可知 , PA1010/硅灰石复合材料的拉伸弹性模量也明显提高 。 图5示出了硅灰石质量分数分别为0 , 10% , 20% , 30% , 40% , 50% , 60% , 70%的PA1010/硅灰石复合材料摩擦系数和磨损量与拉伸弹性模量的关系曲线 。 拉伸弹性模量越大 , 摩擦系数和磨损量越低 。 拉伸弹性模量表征了材料的硬度 , 拉伸弹性模量越大 , 材料越硬 , 摩擦面不易受损 , 耐磨性越好 。

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图5 PA1010/硅灰石复合材料摩擦系数和磨损量与拉伸弹性模量的关系

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图6 PA1010/硅灰石复合材料摩擦系数、磨损量与热变形温度关系
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结论
(1)硅灰石的加入 , 显著降低了PA1010与钢材间的摩擦系数和磨损量 , 到达摩擦稳定的时间缩短 。
(2)纯PA1010主要为粘着磨损和疲劳磨损 , 并伴随着少量的磨粒磨损 , 随硅灰石的加入磨损减轻 , 当硅灰石的质量分数为70% 时只有轻微的犁沟现象 。
(3)硅灰石含量越多 , 复合材料的拉伸弹性模量越大 , 热变形温度越高 , 摩擦系数和磨损量越低 , 复合材料的耐磨性越好 。


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